亲,双击屏幕即可自动滚动
东北牛粪的力量,比你想象中更加深刻护

原标题:东北牛粪的力量,比你想象中更加深刻

文/刁像

图文:审稿-8、制作-8

封面图:壹图网

我国历来是世界农牧业大国,却不是世界农牧业强国。

多年来,我国农牧业一直存在着生产规模小、组织化程度低、上游生产主体总体较为分散等发展“隐痛”。由于产业链管理水平不高,导致上下游主体的联结方式较为松散,在双方调度等一系列问题上处理难度较大。

我国每年产生的大量农牧业废料的处理问题,就是其中一个缩影,并且已经成为我国环境建设的重大挑战,以更优的方法处理农牧业废料迫在眉睫。

图:中国国家地理/摄影师 吕雷亮

不止工业,

“人畜无害”的农牧业也会产生废料

自进入工业社会以来,工业生产中产生的各种废渣、粉尘等废料便引起了人们的重视。虽然工业废料的问题至今仍没有完美解决之法,但人们对其的重视程度日益提升。例如:近几年国家陆续出台了“大宗固体废弃物综合利用基地”和“工业资源综合利用基地”建设新政,用来推进资源节约和环境保护。

相比工业废料,农牧业废料问题的社会关注度并不高,根源是公众对农牧业往往有着“田园生活”般的认知。实际上,有着“原生态属性”的农牧业在生产活动中,也会产生大量废料。

图:中国国家地理/摄影师 吕雷亮

农牧业废弃物按其来源不同,大致可分为三种类型:农业生产废弃物,主要指农田和果园残留物,如作物或果树的秸秆、枝条、杂草、落叶、果实外壳等以及农副产品加工后的剩余物;牲畜和家禽的粪污及畜栏垫料等;农村居民生活废弃物,包括人类粪污及生活垃圾和生活污水等。

图:中国国家地理/摄影师 吕雷亮

农牧业废弃物会对环境产生怎样的危害?

首先是对土壤。随意处理农牧业废弃物,会使土壤中有机质累积、无机盐聚集,不易流动的磷酸盐等物质会在土壤下层富集,引起土壤板结,造成植株根系不能正常发育。

其次是对大气环境。畜牧业中动物粪污中含有大量氮磷钾及药物添加剂的残留物,其中氮和磷是最易破坏生态环境的两种元素。未经处理的动物粪污,其中的一小部分氮元素以氨气的形式挥发到空气中,会增加大气中的氮含量,严重时会形成酸雨,对环境造成极大危害。

图:zelwanka/Adobe Stock/图虫创意

对水资源的影响也不容忽视。一部分氮元素被氧化为硝酸盐,一些滞留于土壤表层,造成土壤污染,更多的则是深入地下水或地表水流入江河,造成水体污染。

此外,畜牧业废料还是一种“生化武器”,它们堆放所产生的氨气、硫化氢等恶臭气体会滋生蚊蝇,传播疾病。

总而言之,农牧业废料不可随意处理,必须科学整治!

图:可羊拍世界/图虫创意

处理“废料”,太难

虽然从定义上去讲,农牧业废料是生产中的废弃物。但是,从某种层面来说,农牧业废料并不是真的“废料”,它们也是非常宝贵的资源,对其进行有效的处理可以实现变“废”为宝。

处理原理说起来简单,即把农牧业废料重新混合,再通过一定技术手段将其转换为生物质能源及农牧业原料。但想要实现,却是一道难题。这个难题不只中国在面临,世界各国也都在努力攻克。

图:中国国家地理/摄影师 吕雷亮

以我国为例,农牧业废弃物回收呈现出四大特点:数量大、品质差、价格低、危害多。我国每年产生的农牧业废弃物数以亿吨计,但想要把农牧业废料这座巨大的“资源库”利用起来,制约因素有很多。

图:chelle129/Adobe Stock/图虫创意

其中一个重要的因素就是成本。在处理农牧业废弃物的过程中,必须要首先进行无害化处理,这需要一定的成本投入。

许多农民囿于经济成本的影响,将农牧业废料当做垃圾,随意丢弃或者排放到自然环境中,许多环境污染现象便由此产生,比如秸秆焚烧带来的环境污染等等。原本可被利用的“资源”变成了真正的污染源,对生态环境造成了严重的负面影响。

图:可羊拍世界/图虫创意

此外,诸如投资回报时间长、资源高度分散、物流成本高等问题,也是制约农牧业废料二次利用的现实因素。

然而在东北的齐齐哈尔,有一群人为攻克这道农牧业难题在不懈奋斗着。

东北,盘活它!

齐齐哈尔市位于北纬47,这里降水丰沛且光照时间长,气候条件优越,是世界公认的黄金奶源带。同时,这里还拥有另一个得天独厚的自然资源——黑土地,黑土是极其宝贵的自然资源,拥有土壤性状好、地力充分等特点,非常适宜农业耕作,东北也因此成为我国最大的玉米生产区。

中国最大的黑土带

肥沃的土地同样孕育着繁盛且更营养多汁的牧草,为奶牛提供了优质的口粮,畜牧业在此腾飞。

图:中国国家地理/摄影师 吕雷亮

农牧业蓬勃发展的同时,也带来了废料处理的难题。

玉米小麦等农作物在收获后,废弃的秸秆是本地存量巨大的农业废料。过去,农民为了节省空间,往往会焚烧处理,这不仅会造成空气污染、引发火灾,而且焚烧留下的草木灰呈碱性,会使土壤碱度升高,自然肥力和保水性能大大下降。

而畜牧业废料——巨量的粪污同样不容忽视,如果直接还田,会导致牛粪中的有害病原菌以及大量的寄生虫虫卵和幼虫四处传播,不但会影响土地质量更会危害人类健康。

作为扎根在这得天独厚自然环境中的中国婴幼儿奶粉龙头企业——飞鹤乳业,在享受自然馈赠的同时也深深热爱着这片土地,始终坚定着回馈自然的初心,研究妥善解决本地农牧业废料问题。

早在三年前,飞鹤就开始寻找合作伙伴,尝试解决自有牧场粪污和东北秸秆处理问题,用实际行动保护这片珍贵的黑土地。

图:中国国家地理/摄影师 吕雷亮

经过 3 年的技术攻关和模式探索,今年飞鹤专属产业集群“生态循环化综合利用项目”正式投运,实现以牛粪污和玉米秸杆为原料,通过厌氧发酵,制取生物天然气和有机肥。

神奇的微生物

厌氧发酵技术原理来源于自然,该原理在自然界广泛使用,包括酿酒、做馒头面包、喝的酸奶等等,都是依靠神奇微生物的厌氧发酵作用。

然而大自然中庞大的微生物群是杂乱无序的,在科研领域也并没有人能完全掌握其中的核心机理。项目没有先例,飞鹤产业集群生态循环综合利用项目小组就通过不断试验和优化去突破技术难关。

“定制化”的国产设备

技术原理要靠不断验证突破,设备问题也要结合实际情况做创新。规模化处理农牧业废料需要先进的设备。进口设备是基于国外惯用的含水量高的青贮秸秆这一废料来设计的,不适用东北地区水分含量极低的风干秸秆。原料的差异,导致搅拌设备运行中经常产生干秸秆缠绕、搅拌上浮的问题。

飞鹤项目组为解决这一问题,在研发方面做了诸多尝试,如通过流体力学研发搅拌浆的浆型,从发酵罐的安装位置和角度等各个层面进行改进,经过不断摸索,终于做出了适用东北原料的国产设备。

国产设备的技术含量与适用度都很高,比如,在搅拌方面,传统的沼气工程在搅拌时如果出现问题,需要先将发酵罐停工,并将水全部放掉才能进行维修,修好后再重新开启运行。这样停工维修,不仅费时费水还影响效益。而项目组通过设备改造,可以在保持发酵罐运转的同时,进行维修和拆卸,既节约了资源也提升了效益。

图:中国国家地理/摄影师 吕雷亮

兼顾粮食增收,突破原料限制

除了生产设备,项目组在发酵技术方面也有新的突破。

前文提到,项目使用的农业废料是风干秸秆,其含水率极低,不足10%,很难被微生物分解,发酵难度较大。为了兼顾粮食生产和秸秆处理,科研人员迎难而上,通过一遍遍反复调试,终于突破了原料的限制,为秸秆二次利用大范围推广提供了可复制经验。

工艺创新,资源利用最大化

项目在发酵工艺方面的的创新,也让二次资源增量增质成为可能。

畜禽粪污含水量大,相比于直接进罐的水冲粪工艺,项目组采用的清粪工艺(即粪便和尿液进行分流处理,养分损失少,还可减少和降低环境污染)能使发酵浓度达到更高。然而东北处于高寒地区,冬季长且气温低,水容易结冰,工程的运营难度极高。鉴于特殊的气候环境,项目使用了高浓度厌氧发酵工艺。提高发酵浓度后,酵罐里密度增大,容积产气率提升,随之而来的便是运营效益的提升。仅是运营成本中的热耗,就减少了50%-75%。

图:中国国家地理/摄影师 吕雷亮

有了高浓度厌氧发酵工艺这项新技术的加持,项目取得了丰硕成果。可以完全消纳牧场产生的粪污,满负荷运转的情况下大概产生50000方沼气;产出的有机肥则可以做成多种生态产品,如叶面肥、灌施肥以及更精细的生物菌剂等等,这些多样化的产品也为企业带来了额外的收益。

通过众多的技术创新,飞鹤首创了全产业链“双碳闭环”模式,打造了完整的农、牧、工降碳链条,将绿色低碳实践融入产业链的每个环节,为我国寒区玉米秸杆和畜禽粪污资源的循环利用,提供了可复制的经验,极具社会、经济和环境效益。

滑动图片

绿色低碳循环发展是一条崎岖但势在必行的道路。2020年中国正式向国际做出承诺:中国将力争2030年前达到二氧化碳排放峰值,努力争取2060年前实现碳中和。

目前,飞鹤正以实际行动助力“3060目标”实现。据悉,“生态循环化综合利用项目”年产生物天然气5940万标准立方米,节约近7吨标煤,减少碳排放18.5万吨。同时,年处理粪污10万吨,年处理秸秆4万吨,减少碳排放7.2万吨,并年产有机肥5万吨,为约1.4万亩土地增加1%有机质。

精深领会“构建人与自然生命共同体”精神的飞鹤,以企业力量推动了技术进步,同时,技术的进步也成就了企业绿色健康发展。将企业发展与国家战略相结合,与生态乳企建设相结合,不断探索未来共生之道的飞鹤,未来将为中国企业带来更多示范。

参考文献:

https://www.docin.com/p板块轮动-1997693700.html

孙振钧,孙永明.我国农业废弃物资源化与农村生物质能源利用的现状与发展[J].中国农业科技导报,2006:10-17.

赵娜娜,滕婧杰,陈瑛.中国农业废物管理现状及分析[J].《世界环境》,2018:44-47.

聂立华.中国农业废弃物资源化现状与发展战略研究[J].南方农机,2017

刘振东,李贵春,杨晓梅,尹昌斌.我国农业废弃物资源化利用现状与发展趋势分析[J].安徽农业科学,2012:336-338+344.

韦佳培. 资源性农业废弃物的经济价值分析[D]. 华中农业大学, 2013.

END

本内容为作者提供,不代表环行星球立场。

未经允许不得转载,授权请后台联系。

为您推荐